Biểu diễn dữ liệu - Chương 3

Kiến trúc máy tính đề cập đến những thuộc tính hệ thống mà lập trình viên có thể quan sát được. Đó là các thuộc tính có ảnh hưởng trực tiếp đến việc thực thi một chương trình, ví dụ như tập chỉ thị của máy tính, số bit được sử dụng để biểu diễn dữ liệu, cơ chế nhập/xuất, kỹthuật định địa chỉ bộ nhớ, v.v...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Biểu diễn dữ liệu - Chương 3 Chương 3 – Biểu diễn dữ liệu 3.1. Khái niệm thông tin 3.2. Lượng thông tin và sự mã hóa thông tin 3.3. Hệ thống số 3.4. Các phép tính số học cho hệ nhị phân 3.5. Số quá n (excess-n) 3.6. Cách biểu diễn số với dấu chấm động 3.7. Biểu diễn số BCD(Binary Coded Decimal) 3.8. Biểu diễn các ký tựKhoa KTMT 1 Mục tiêu Hiểu các hệ cơ số thông dụng và cách chuyển đổi. Hiểu phương pháp biểu diễn số nguyên và số chấm động. Hiểu các phương pháp tính đơn giản với các số. Hiểu các phương pháp biểu diễn số BCD và ký tựKhoa KTMT 2 Hình dung về “biểu diễn dữ liệu” Mọi thứ trong máy tính đều là 0 và 1 Thế giới bên ngoài có nhiều khái niệm như con số, chữ cái, hình ảnh, âm thanh,… → biểu diễn dữ liệu = quy tắc “gắn kết” các khái niệm trong thế giới thật với một dãy số 0 và 1 trong máy tínhKhoa KTMT 3 3.1. Khái niệm thông tin Dùng các tín hiệu điện thế Phân thành các vùng khác nhau 5V Nhị phân 1 Không sử 2V dụng 0.8 V Nhị phân 0 0V Hình 3.1. Biểu diễn trị nhị phân qua điện thếKhoa KTMT 4 3.2. Lượng thông tin và sự mã hoá thông tin Thông tin được đo lường bằng đơn vị thông tin mà ta gọi là bit. Lượng thông tin được định nghĩa bởi công thức: I = Log2(N) – Trong đó: • I: là lượng thông tin tính bằng bit • N: là số trạng thái có thể có – Ví dụ, để biểu diễn một trạng thái trong 8 trạng thái có thể có, ta cần một số bit ứng với một lượng thông tin là: I = Log2(8) = 3 bitKhoa KTMT 5 3.3. Hệ Thống Số Dạng tổng quát để biểu diễn giá trị của một số: n −1 ∑ b .k Vk = i i i =− m – Trong đó: • Vk: Số cần biểu diễn giá trị • m: số thứ tự của chữ số phần lẻ (phần lẻ của số có m chữ số được đánh số thứ tự từ -1 đến -m) • n-1: số thứ tự của chữ số phần nguyên (phần nguyên của số có n chữ số được đánh số thứ tự từ 0 đến n-1) • bi: giá trị của chữ số thứ i • k: hệ số (k=10: hệ thập phân; k=2: hệ nhị phân;...).Khoa KTMT 6 3.3. Hệ Thống Số Các hệ đếm (cơ số) thông dụng – Thập phân (Decimal) • 10 chữ số : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – Nhị phân (Binary) • 2 chữ số: 0, 1 – Bát phân (Octal) • 8 chữ số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 – Thập lục phân (Hexadecimal) • 16 chữ số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E. – A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15Khoa KTMT 7 Chuyển đổi từ cơ số 10 sang b Quy tắc: Chia số cần đổi cho b, lấy kết quả chia tiếp cho b cho đến khi kết quả bằng 0. Số ở cơ số b chính là các số dư (của phép chia) viết ngược. Ví dụ: dư 41 ÷ 2 = 20 1 dư 20 ÷ 2 = 10 0 dư 10 ÷ 2 =5 0 dư 5 ÷2 =2 1 dư 2 ÷2 =1 0 dư 1 ÷2 =0 1 4110 = 1010012Khoa KTMT 8 Chuyển đổi hệ 10 sang Nhị phân Quy tắc: Người ta chuyển đổi từng phần nguyên và lẻ theo quy tắc sau Phần nguyên: Chia liên tiếp phần nguyên cho 2 giữ lại các số dư, Số nhị phân được chuyển đổi sẽ là dãy số dư liên tiếp tính từ lần chia cuối về lần chia đầu tiên. Phần lẻ: Nhân liên tiếp phần lẻ cho 2, giữ lại các phần nguyên được tạo thành. Phần lẻ của số Nhị phân sẽ là dãy liên tiếp phần nguyên sinh ra sau mỗi phép nhân tính từ lần nhân đầu đến lần nhân cuốiKhoa KTMT 9 Chuyển đổi hệ 10 sang Nhị phânVí dụ: Chuyển sang hệ Nhị phân số: 13,6875Thực hiện:Phần nguyên: 13:2 = 6 dư 1 6:2 = 3 dư 0 3:2 = 1 dư 1 1:2 = 0 dư 1Phần nguyên của số Nhị phân là 1101Phầnlẻ: 0,6875 x 2 = 1,375 Phần nguyên là 1 0,375 x 2 = 0,750 Phần nguyên là 0 0,750 x 2 = 1,500 Phần nguyên là 1 Phần nguyên là 1 0,5 x 2 = 1,00P ...